1、臺州學院2012屆畢業(yè)設計 學號： 0836240060 臺 州 學 院畢業(yè)設計計算書設計題目： 廣州市某區(qū)污水處理廠設計設計編號： BYSJ-02-WS-11 學 院：建筑工程學院 專 業(yè)：給水排水工程 班 級：2008級（2）班 姓 名： 指導教師：王 志 勇 完成日期：2012年4月17日 答辯日期：2012年4月18日I廣州市某區(qū)污水處理廠設計學生姓名： 指導教師：王志勇（臺州學院建筑工程學院，2008級給水排水工程2班）摘要：本設計主要是廣州市某區(qū)污水處理廠的設計，該污水廠出水水質要求達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB 189182002)一級A標準和綠化水質標準，經(jīng)過對可行的兩

2、種處理工藝CASS工藝與氧化溝工藝的比較，最終采用現(xiàn)行的SBR變形形式CASS工藝。CASS工藝主體部分采用圓形利浦罐形式，污水從內(nèi)圓向外流，從內(nèi)到外依次是選擇器、厭氧區(qū)，好氧區(qū)，通過改變CASS池的循環(huán)周期來達到氮磷的最佳去除。該污水廠設計的構筑物有平流沉淀池，格柵，提升泵房等構筑物。污泥經(jīng)過污泥濃縮后再經(jīng)過消化池消化處理，最后再外運。最后在污水廠平面布置的形式上采用給排水設計手冊相關規(guī)定。關鍵詞：污水處理廠；CASS；平流沉砂池A sewage treatment plant design in a district of GuangzhouStudent: Adviser: Wang Z

3、hiyong (College of Civil Engineering and Architecture，Taizhou University) Abstract: The design is mainly to a sewage treatment plant in Guangzhou. The water quality discharged of the sewage treatment plant must achieve at the Degree A and the stander of Greening water quality in the “Urban sewage tr

4、eatment plant pollutant discharge stander (GB 18918-2002)”. Finally, we adopt the current SBR deformation form of CASS process according to the comparison of the feasible two processing technology of CASS process and oxidation ditch process. The body of the CASS process adopts the circular Philips c

5、ans forms and the sewage is from the inner circle to be out. The selector, the anaerobic zone, and an aerobic zone is in line from the inner to outside. And the removal of nitrogen and phosphorus is by changing the CASS cellCycle. There are horizontal flow sedimentation pool, grille, pumping station

6、 in the structure of the sewage plant design. The condensed sludge need to handle in the sludge digester before sending out. At last, the form of the sewage plant layout adopts the relevant rule of the Water supply and drainage.Key words: Sewage treatment plant; CASS; Horizontal flow sedimentation 目

7、 錄中文摘要I英文摘要II1 引言11.1 設計任務及依據(jù)11.1.1 設計任務11.1.2 設計依據(jù)11.2 設計水量、水質、出水要求及該污水廠設計規(guī)模11.2.1 污水量21.2.2 污水水質21.2.3 出水要求21.2.4 工程設計規(guī)模22 工藝設計方案的確定22.1 原水水量及水質分析22.2 污水處理程度32.3 污水處理工藝流程選擇32.3.1 氧化溝方案42.3.2 CASS工藝方案42.3.3 方案的確定62.3.4 工藝流程圖62.4 污水廠各處理構筑物的計算與選型72.4.1 中格柵計算72.4.2 污水提升泵房計算102.4.3 泵后細格柵計算112.4.4 沉砂池設計

8、計算142.4.5 巴氏計量槽計算172.4.6 CASS池計算192.4.7 污泥提升泵房252.4.8 濾池設計計算252.4.9 接觸消毒池計算263 污泥的處理與處置273.1 污泥處理與處置的基本流程273.2 貯泥池計算273.3 濃縮池設計計算283.4 污泥消化池計算293.5 污泥脫水計算303.5.1 濃縮后污泥量303.5.2 脫水工藝及脫水設備的選擇304 污水廠總體布置304.1 污水處理廠平面布置原則304.2 污水處理廠高程布置原則314.3 污水廠輔助建筑物計算32畢業(yè)設計總結33參考文獻34致謝35、1 引言1.1 設計任務及依據(jù)1.1.1 設計任務污水處理廠

9、畢業(yè)設計任務主要包括以下幾部分：（1）污水處理廠系統(tǒng)方案的比較1）污水處理方法、流程比較和污水處理構筑物型式的選擇；2）污泥處理方法、流程比較和污水處理構筑物型式的選擇。（2）污水處理廠系統(tǒng)的設計計算1）污水處理構筑物的設計計算2）污泥處理構筑物的設計計算3）污水處理廠高程計算（3）設計圖紙的繪制繪制設計圖紙共9張，其中計算機畫圖8張，手工畫圖1張（限選主要構筑物工藝圖）。1）污水處理廠平面布置圖一張：1#圖紙；2）污水處理廠高程圖一張：1#圖紙；3）主要構筑物工藝圖共7張：污水提升泵站（必選）、沉沙池（必選）、初沉池、二級構筑物（必選）、二沉池（如有必選）、消化池（如有必選）、深度處理構筑物

10、（至少選其一）等，均為1#圖紙；（4）設計說明計算書，達到擴初設計的要求。1.1.2 設計依據(jù)（1）排水工程（第四版）教材（下冊）（2）給水排水設計手冊第一、五、九、十一和十二冊（3）室外排水設計規(guī)范（4） 李圭白、張杰.水質工程學.中國建筑工業(yè)出版社（5）城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB 189182002)（6）再生水水質標準SL368-20061.2 設計水量、水質、出水要求及該污水廠設計規(guī)模1.2.1 污水量目前該區(qū)范圍內(nèi)日最大排水量已達 6.5萬 m3/d，污水處理廠設計處理水量為7萬 m3/d。1.2.2 污水水質污水混合進入污水處理廠，進水水質如表1：表1 進水水質指標BOD（

11、mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）數(shù)值16035020035453.5污水溫度：夏季28，冬季5，平均溫度為20。1.2.3 出水要求為了節(jié)約水資源，處理水再生利用，作為城市綠化用水，出水水質達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB 189182002)一級A標準和綠化水質標準。污泥經(jīng)過消化處理。1.2.4 工程設計規(guī)模該市排水系統(tǒng)為完全分流制，污水處理廠二期規(guī)模按7104m3/d設計。2 工藝設計方案的確定2.1 原水水量及水質分析由原始資料可得，該污水廠設計用水量為：根據(jù)原始資料，該污水廠出水水質要求達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放

12、標準（GB 189182002）一級A標準和綠化水質標準。城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB 189182002）一級A標準見表2。表2 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 基本控制項目一級標準（A/B）二級標準三級標準化學需氧量（CODcr） （mg/L）50/60100120生化需氧量（BOD5） （mg/L）10/203060懸浮物（SS） （mg/L）10/203050總氮（TN） （mg/L）15/20總磷（TP） （mg/L）0.5/135綠化水質標準見表3：表3 綠化水質標準基本控制項目城市綠化水質標準化學需氧量（CODcr） （mg/L）50生化需氧量（BOD5） （mg/L）10懸

13、浮物（SS） （mg/L）10總氮（TN） （mg/L）20由表一、表二得該污水廠的出水水質執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB 189182002）一級A標準：CODcr50mg/L；BOD510mg/L；SS10 mg/L；TN15 mg/L；TP0.5 mg/L。2.2 污水處理程度（1）求SS 的處理程度：（2）求BOD5的處理程度：出水中非溶解性BOD5值為：BOD5 = 7.1bXaCe式中：Ce出水中懸浮固體（SS）濃度，mg/L，取10mg/L； b微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1 之間，取0.08 Xa活性微生物在出水中所占的比例，取0.4.代入各值，得：BOD5

14、=7.1 0.08 0.4 10 = 2.27mg/L因此，出水中溶解性BOD5的值為10-2.27=7.73mg/L，則BOD5去除率為：所以該污水廠BOD5的處理程度為95.2%。（3）求COD的處理程度：（4）求TN的處理程度：（5）求TP的處理程度：2.3 污水處理工藝流程選擇基于水循環(huán)和物質循環(huán)的基本思想，污水處理工藝的選擇應考慮如下原則：（1）節(jié)省能源、節(jié)省資源。（2）節(jié)省占地。（3）結合當?shù)氐胤綏l件充分考慮處理水的有效利用。（4）根據(jù)排放水體、污水回用對象的要求正確確立污水處理程度，并且要充分考慮將來水處理程度的提高。（5）在滿足處理程度與出水水質條件下，選擇工藝成熟、有運行經(jīng)驗

15、的先進技術。（6）特別注意，任何工藝技術、流程都有一定的適用條件，所以要認真研究當?shù)貧庀?、地面與地下水資源、地質、給排水現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃，根據(jù)現(xiàn)狀與預測污水產(chǎn)量來選擇水處理工藝流程布置?；谏鲜鑫鬯幚砉に囘x擇原則，擬定一下兩種污水處理工藝：一種是氧化溝法；另一種是CASS法。2.3.1 氧化溝方案氧化溝又名氧化渠，因其構筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質上屬于延時曝氣系統(tǒng)。氧化溝的技術特點：（1）氧化溝結合推流和完全混合的特點，有力于克服短流

16、和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區(qū)上游安排入流，在入流點的再上游點安排出流。（2）氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化反硝化生物處理工藝。（3）氧化溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質，液體混合和污泥絮凝。（4）氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源。氧化溝缺點盡管氧化溝具有出水水質好、抗沖擊負荷能力強、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動化控制等優(yōu)點。但是，在實際的運行過程中，仍存在污泥膨脹的問題、泡沫問題、污泥上浮問題、流速不均及污泥沉積問題等一系列問題。2.3.2 CASS工藝方案CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活性

17、污泥法的簡稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基礎上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進水)，間歇排水。設置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細菌，其容積約占整個池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質積累-再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負荷的吸附階段(基質積累)，隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質降解階段，以完成整個基質降解的全過程和污泥再生。CASS工藝的優(yōu)點：（1）工藝流程簡單，占地面積小，投資較低CASS的核心構筑物為

18、反應池，沒有二沉池及污泥回流設備，一般情況下不設調節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設施布置緊湊、占地省、投資低。 （2）生化反應推動力大CASS工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連續(xù)進入CASS池時即被混合液稀釋，因此，從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇；而從CASS工藝開始曝氣到排水結束整個周期來看，基質濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質利用速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較大。 （3）沉淀效果好CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影

19、響很小，沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CASS工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV30高達96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。 （4）運行靈活，抗沖擊能力強CASS工藝在設計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預定的處理時間后經(jīng)沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調節(jié)運行周期來適應進水量和水質的變比。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時，可經(jīng)受平常平均流量6信的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調節(jié)地。多年運行資料表明，在流量沖擊和有機負

20、荷沖擊超過設計值23信時，處理效果仍然令人滿意。而傳統(tǒng)處理工藝雖然已設有輔助的流量平衡調節(jié)設施，但還很可能因水力負荷變化導致活性污泥流失，嚴重影響排水質量。當強化脫氮除磷功能時，CASS工藝可通過調整工作周期及控制反應池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調整，可以達到不同的處理水質。 （5）不易發(fā)生污泥膨脹污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到的問題，由于污泥沉降性能差，污泥與水無法在二沉池進行有效分離，造成污泥流失，使出水水質變差，嚴重時使污水處理廠無法運行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時間，具有滯后性。因此，選擇不易發(fā)生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設計中必須考慮的問

21、題。由于絲狀菌的比表面積比菌膠團大，因此，有利于攝取低濃度底物，但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小，在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖，但由于膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌占優(yōu)勢。而CASS反應池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。 （6）適用范圍廣，適合分期建設CASS工藝可應用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛；連續(xù)進水的設計和運行方式，一方面便于與前處理構筑物相匹

22、配，另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡單。對大型污水處理廠而言，CASS反應池設計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當處理水量小于設計值時，可以在反應地的低水位運行或投入部分反應池運行等多種靈活操作方式；由于CASS系統(tǒng)的主要核心構筑物是CASS反應池，如果處理水量增加，超過設計水量不能滿足處理要求時，可同樣復制CASS反應池，因此CASS法污水處理廠的建設可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它的階段建造和擴建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。 （7）剩余污泥量小，性質穩(wěn)定傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅27天，而CASS法泥齡為25-30天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD產(chǎn)生0.20.3

23、kg剩余污泥，僅為傳統(tǒng)法的60%左右。由于污泥在CASS反應池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有10mgO2/g MLSS.h以下，一般不需要再經(jīng)穩(wěn)定化處理，可直接脫水。而傳統(tǒng)法剩余污泥不穩(wěn)定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ，必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置。2.3.3 方案的確定由以上知，兩種工藝都能達到預期的處理效果，且都為成熟工藝，但經(jīng)分析比較，CASS工藝方案在該污水廠的建立有以下方面具有明顯優(yōu)勢：（1）工藝流程簡單，占地面積小，投資較低，不需設置二沉池。（2）不易發(fā)生污泥膨脹，而氧化溝在實際的運行過程中，仍存在污泥膨脹的問題、泡沫問題、污泥上浮問題、流速

24、不均及污泥沉積問題等一系列問題。（3）CASS工藝適用范圍廣，適合分期建設，而該污水廠就是需要預留二期。綜合以上對比分析，本工程以CASS工藝作為污水處理廠二級處理的處理工藝。2.3.4 工藝流程圖根據(jù)我國發(fā)展規(guī)劃, 2010 年全國設市城市和建制鎮(zhèn)的污水平均處理率不低于50% , 設市城市的污水處理率不低于60% , 重點城市的污水處理率不低于70%。為了引導城市污水處理及污染防治技術的發(fā)展, 加快城市污水處理設施的建設, 2000 年5 月國家建設部、環(huán)境保護局和科技部聯(lián)合印發(fā)了城市污水處理及污染防治技術政策。本文將結合該政策的內(nèi)容, 主要研究日處理能力為10萬m3 以下, 特別是1 5萬

25、m3/d 規(guī)模的城市污水處理廠適用的各種處理工藝流程的比較和選擇, 從而確定不同條件下適用的較優(yōu)工藝流程。該污水廠設計采用的處理工藝流程如圖1：進水中格柵和提升泵房細格柵平流沉砂池CASS池普通快濾池消毒池用戶圖1 污水處理廠工藝流程圖污泥處理工藝流程如圖2：CASS池污泥提升泵房污泥濃縮池污泥消化池圖2 污泥處理工藝流程圖 2.4 污水廠各處理構筑物的計算與選型2.4.1 中格柵計算中格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構筑物的負荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組駐管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設施能正常運行的裝置。（1）格柵的設計要求1）水泵前格柵柵條間隙，應符合下

26、列要求： 人工清除 2540mm 機械清除 1625mm 最大間隙 40mm2）過柵流速一般采用0.61.0m/s.3）格柵傾角一般用450750。機械格柵傾角一般為600700。4）格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.40.9m/s.5）柵渣量與地區(qū)的特點、格柵間隙的大小、污水量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關。在無當?shù)剡\行資料時，可采用：格柵間隙1625mm適用于0.100.05m3 柵渣/103m3污水；格柵間隙3050mm適用于0.030.01m3 柵渣/103m3污水.6）通過格柵的水頭損失一般采用0.080.15m。（2）格柵尺寸計算設計參數(shù)確定：（設計中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來

27、取的）設計流量Q1=0.81 m3/s（設計2組格柵）；柵前流速：v1=0.7m/s， 過柵流速：v2=0.9m/s；渣條寬度：s=0.01m， 格柵間隙：e=0.02m；格柵傾角：=60； 單位柵渣量：w1=0.06m3柵渣/103m3污水。中格柵計算草圖如圖3。圖3 格柵計算簡圖（3）柵槽寬度柵條的間隙數(shù)：取n=106根設二座中格柵：n1=53根柵槽寬度：式中：B柵槽寬度，m； S柵條寬度，m； e柵條凈間隙，粗格柵e=50-100mm，中格柵e=10-40mm，細格柵e=3-10mm； n柵條間隙數(shù)； Qmax 最大設計流量，m3/s； 柵條傾角，度； h柵前水深，m； v過柵流速，m/

28、s， sin經(jīng)驗系數(shù)。（4）柵槽總長度取進水渠寬度B1 = 1.125m，則進水渠的水流速度為：取漸寬部分展開角1 = 20，則進水渠道漸寬部分長度為：柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：取柵前渠道超高h2 = 0.3m，則柵前槽高為：H1 = h + h2= 0.7m則柵槽總長度為：式中：L柵槽總長度，m； H1柵前槽高，m； l1進水渠道漸寬部分長度，m； l2柵槽與出水渠道連接的漸縮長度，m； 1進水渠展開角，一般用20。（5）過柵水頭損失柵條為矩形斷面，取 = 2.42。計算水頭損失為式中：h1過柵水頭損失，m；g重力加速度，9.81m/s2;k系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍

29、數(shù)，一般k=3;（6）柵槽總高度H = h + h1 + h2 = 0.4 + 0.11 + 0.3 = 0.81m式中：H柵槽總高度，m；h柵前水深，m；h2柵前渠道超高，m，一般取0.3m。（7）每日柵渣量取W1 = 0.06m3柵渣/103m3污水則每日柵渣量為：所以采用機械清渣。式中：W每日柵渣量，m3/d；W1柵渣量（m3/103m3污水），取0.1-0.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值。（8）格柵選型由給排水設計手冊第九冊查得，該污水廠中格柵選用鏈條回轉式格柵GH1600型兩臺，格柵槽有效格柵寬度1600mm，整機（每臺）功率1.3Kw，格柵傾角60。（9）格柵工作平

30、臺由給排水設計手冊第五冊得，機械格柵工作平臺應高出柵前最高水位設計0.5m。工作臺上應有安全和沖洗設施。工作平臺正面過道寬度不應小于1.5m，兩側過道寬度不宜小于0.7m。2.4.2 污水提升泵房計算為了節(jié)省水廠的生產(chǎn)費用，污水經(jīng)粗格柵清渣后，進入提升泵房集水井，水泵將污水提升到一定的高度使后續(xù)的處理工藝在重力流下進行。水廠的進水流量為810L/s，采用大流量低揚程式水泵，選用水泵型號為350QW1200-10-45型潛污泵（流量1100m3/h，揚程10m，轉速980r/min，功率45kw），共6臺，4用2備。每臺泵的流量 集水井的容積（按每臺水泵不少于五分鐘的水量確定）集水井有效水深取H

31、=1.5m，則集水井的面積集水井采用鋼筋混凝土結構，地下式，尺寸為314m。進水渠的底面標高為-6.5m，水面標高為-6m，格柵的水頭損失為0.22m，因此格柵后出水渠的水面標高為-6.22m。集水井的水面與出水渠的水面平齊，則集水井的底面標高為-7.72m。水泵為自灌式。計算草圖如圖4。圖4 泵房計算簡圖2.4.3 泵后細格柵計算污水經(jīng)提升泵房提升后，進入細格柵間，除去較為細小的雜質顆粒便于后續(xù)處理工藝的進行。細格柵的計算草圖與粗格柵相同（此處省略）。（1）柵槽寬度污水設計水量為：Qmax =0.8102m3/s設柵前水深h=0.4m，過柵流速v=0.9m/s，柵條間隙e=0.008m，格柵

32、安裝傾角=60。柵條的間隙數(shù)：取n=262根設二座細格柵：n1=131根柵槽寬度：（取柵條寬度S=0.01m）式中：B柵槽寬度，m； S柵條寬度，m； e柵條凈間隙，粗格柵e=50-100mm，中格柵e=10-40mm，細格柵e=3-10mm； n柵條間隙數(shù)； Qmax 最大設計流量，m3/s； 柵條傾角，度； h柵前水深，m； v過柵流速，m/s， sin 經(jīng)驗系數(shù)。（2）柵槽總長度取進水渠寬度B1 = 1.125m，則進水渠的水流速度為：取漸寬部分展開角1 = 20，則進水渠道漸寬部分長度為：柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：取柵前渠道超高h2= 0.3m，則柵前槽高為：H1 = h +

33、 h2 = 0.7m則柵槽總長度為：式中：L柵槽總長度，m； H1柵前槽糕，m； l1進水渠道漸寬部分長度，m； l2柵槽與出水渠道連接的漸縮長度，m； 1進水渠展開角，一般用20。（3）過柵水頭損失柵條為矩形斷面，取 = 2.42。計算水頭損失為式中：h1過柵水頭損失，m； g重力加速度，9.81m/s2 k系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k=3；（4）柵槽總高度H = h + h1 + h2 = 0.4 + 0.36 + 0.3 = 1.06m式中：H柵槽總高度，m； h柵前水深，m； h2柵前渠道超高，m，一般取0.3m。（5）每日柵渣量取W1 = 0.09柵渣/103m

34、3污水則每日柵渣量為：所以采用機械清渣。式中：W每日柵渣量，m3/d；W1柵渣量（m3/103m3污水），取0.1-0.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值；（6）格柵選型由給排水設計手冊第九冊查得，該污水廠中格柵選用鏈條回轉式格柵GH2500型兩臺，格柵槽有效格柵寬度2400mm，整機（每臺）功率1.5Kw，格柵傾角60。（7）格柵工作平臺由給排水設計手冊第五冊得，機械格柵工作平臺應高出柵前最高水位設計0.5m。工作臺上應有安全和沖洗設施。工作平臺正面過道寬度不應小于1.5m，兩側過道寬度不宜小于0.7m。2.4.4 沉砂池設計計算沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度2

35、.65t/m3的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建費用低的優(yōu)點；豎流式沉砂池污水由中心管進入池后自下而上流動，無機物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差；曝氣沉砂池則是在池的一側通入空氣，使污水沿池旋轉前進，從而產(chǎn)生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流。砂粒之間產(chǎn)生摩擦作用，可使沙粒上懸浮性有機物得以有效分離，且不使細小懸浮物沉淀，便于沉砂和有機物的分別處理和處置；同時可以起到預曝氣的作用。平流式沉砂池具有構造簡單、截留無機顆粒效果好的優(yōu)點。故本設計采用平流沉砂池。（1）設計參數(shù)1）沉砂池的格數(shù)不應小于2格

36、，并應按并列系列設計，水量較小時可考慮一格工作，一格備用。2）沉砂池按去除密度大于2.65，粒徑大于0.2mm的沙粒設計。3）設計流量的確定。當污水由水泵提升時按水泵的最大組合流量計算，當污水自流進入時，應按最大設計流量計算。4）設計流速的確定。設計流量時水平流速、最大流速應為0.3m/s，最小流速應為0.15m/s，最大設計流量時，污水在池內(nèi)停留時間不應小于30s，一般為3060s。5）設計水深確定。設計有效水深不應大于1.2m，一般采用0.21.0m，每格寬度不宜小于0.6m。6）沉砂量的確定。城市污水的沉砂量，可按106m3污水沉砂30m3計算，沉砂含水率設為60%，容重為1.5t/m3

37、。7）砂斗容積按2d的沉砂量計算，斗壁傾角5560。8）池底坡度為0.010.02。9）除砂一般采用機械方法，采用人工時，排砂管直徑不應小于200mm。10）沉砂池超高不宜小于0.3m。計算草圖如圖5：圖5 平流沉砂池計算簡圖（2）沉砂池長度計算取v=0.2m/s，t=35s，則長度為：L = vt = 0.2 35 = 7.0m式中：L水流部分長度，m；v最大設計流量時的流速，m/s，最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s；t 最大設計流量時的流行時間，s，最大流量時的停留時間不小于30s，一般取30-60s。（3）水流斷面積式中：A水流斷面積，m2；Qmax 最大設計流量，m3/

38、s。（4）池總寬度設n=2 格，每格寬b=1.6m，則池總寬度為：B = nb = 2 1.6 = 3.2m式中：B池總寬度，m；n分格數(shù)，沉砂池個數(shù)或分格數(shù)不應少于2 個；b 分格寬度，m，每格寬度不應少于0.6m。（5）有效水深式中：h2設計有效水深，m，設計有效水深不宜大于1.2m，一般用0.25-1m。（6）沉砂室所需容積取T=2d，則沉砂室所需容積為：式中：V沉砂室所需的容積，m3；X城市污水沉砂量，一般采用3m3/105m3；T清楚沉砂的間隔時間，d，應不大于2 天；Qmax 設計流量，m3/s；（7）每個沉砂斗的容積設每一分格有兩個沉砂斗，共設4 個沉砂斗，則：式中：V0每個沉砂

39、斗的最小容積，m3。（8）沉砂斗各部分尺寸設斗底寬度a1 = 0.5m，斗壁與水平面的傾斜角為55，斗高h3 = 0.35m。沉砂斗上口寬為：（9）沉砂斗容積式中：a1沉砂斗底部寬度，m；55斗壁與水平面的傾角，不小于55；h3 沉砂斗底部到上口之間的高度，m；a沉砂斗上口寬度，m。（10）沉砂室高度取同一分格兩沉砂斗上口的距離為0.2m，則沉砂池進口處或出口處距沉砂斗上口的水平距離為：沉砂室采用重力排砂，設池底坡度為0.06，坡向砂斗，則沉砂室高度為：式中：l2沉砂池進口（出口）處距沉砂斗上口水平距離，m；h3沉砂室高度，m。（11）沉砂池總高度設沉砂池超高為：h1 = 0.3m，則沉砂池總

40、高度為：式中：H總高度，m；h1超高，m，一般取0.3m。（12）驗算最小流速取最小流量為：最小流量時只有n=1 格在工作，則最小流速為：式中：Qmin 最小流量，m3/s；Vmin 最小流量時的流速，m/s；w 一格池子的過水斷面，m2。（13）進水渠道與出水渠道的計算取進水渠道（出水渠道）水面寬為0.6m，有效水深為0.52m，則流速為：（14）漸變區(qū)的長度計算設漸變角為20，兩隔池子之間墻厚為0.15m，則：式中：l1進水渠道與沉砂池進口（沉砂池出口與出水渠道）漸變部分的水平長度。2.4.5 巴氏計量槽計算污水測量裝置的選擇原則是精密度高、操作簡單，水頭損失小，不宜沉積雜物，污水廠常用的

41、計量設備有巴氏計量槽、薄壁堰、電磁流量計、超聲波流量計、渦流流量計。其中巴氏計量槽應用最為廣泛且具備以上特點。巴氏計量槽構造如下圖6：B1LbB2KP1L2L3H1H2C圖6 巴氏計量槽計算草圖（1）設計參數(shù)巴氏計量槽尺寸如表4：表4 巴氏計量槽各部分尺寸測量范圍（m3/s）W（m）B（m）A（m）2/3A（m）C（m）D（m）0.0400.5000.301.3501.3770.9180.600.840.0550.6500.401.4001.4280.9520.700.960.0800.9000.501.4501.4790.9860.801.080.1001.1000.601.5001.530

42、1.0200.901.20（來自給排水設計手冊第五冊）該污水處理廠的設計水量為0.81m3/s，故巴氏計量槽的各部分尺寸如表5：表5 巴氏計量槽的各部分尺寸W（m）B（m）A（m）2/3A（m）C（m）D（m）0.601.5001.5301.0200.901.20（2）上游水深計算由設計手冊得，當W=0.60時，流量則上游水深：式中： 計量槽喉寬，； H1上游水深，； 水流流量，這里取水廠的設計水量m3/s。（3）下游水深計算由于0.60，故該污水廠的計量槽為自由流。不需記下下游水深。2.4.6 CASS池計算CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活

43、性污泥法的簡稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基礎上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進水)，間歇排水。該設計采用CASS四個。（1）設計參數(shù)混合液中揮發(fā)性懸浮物固體濃度與總懸浮物固體濃度的比值，一般為0.75?；旌弦何勰酀舛纫话憧刂圃?.54.5kg/m3范圍內(nèi)。由污水廠的施行實例得出該污水廠的運行周期為5h。污泥回流比為0.2，選擇器的容積取主反應區(qū)容積的6%。（2）BOD5去除率計算出水中非溶解性BOD5值為：BOD5 = 7.1bXaCe式中：C

44、e出水中懸浮固體（SS）濃度，mg/L，取10mg/L；b微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1 之間，取0.08Xa活性微生物在出水中所占的比例，取0.4.代入各值，得：BOD5=7.1 0.08 0.4 10 = 2.27mg/L因此，出水中溶解性BOD5的值為10-2.27=7.73mg/L則，BOD5去除率為：所以該污水廠BOD5的處理程度為95.2%。（3）CASS 池SS 負荷率（Ns）的確定取f=0.75，K2=0.020，則：式中：NsBOD-SS 負荷率，kgBOD5/(kgMLSS . d)；K2有機基質降解速率常數(shù)，一般為0.01680.0281；Se混合液殘存的有機

45、基質（BOD）濃度，mg/L，在這里為7.73mg/L，有機物去除率，%，這里為0.952；f活性污泥中揮發(fā)性有機物的含量，取值150mg/L。（4）CSS 池容積（負荷計算法）污水設計日流量Q = 70000m3/d，取X=4kg/m3 =4000mg/L，則CASS 池容積為：式中：Q設計流量，m3/d；So進入CASS 池有機物濃度，mg/L；SeCASS 池排放有機物濃度，mg/L；X混合液污泥濃度，mg/L，一般將X 控制在2.54.5kg/m3范圍內(nèi)。（5）CASS 池各部分容積組成及最高水位設CASS 池個數(shù)n1 = 4，池內(nèi)最高水位H=5m，一個運行周期Tc = 5h，則一日內(nèi)

46、循環(huán)周期單池面積：CASS池采用圓柱形，則圓柱的半徑為：則池內(nèi)最高設計水位至潷水器排放最低水位之間的高度為：查生活污水BOD污泥負荷率與污泥指數(shù)（SVI）值的關系圖得知當NS=0.24 kgBOD5/(kgMLSS . d)，SVI=110，則潷水結束時泥面高度為：潷水水位和泥面之間的安全距離為：CASS 池總高為：(0.5m 是池超高)變動容積為：；安全容積為：；污泥沉淀濃縮容積：。滿足式中：VCASS 總有效容積，m3；V1變動容積，即池內(nèi)最高設計水位至潷水后最低水位之間的容積，m3；V2安全容積，即潷水水位和泥面之間的容積，m3；V3污泥沉淀濃縮容積，即活性污泥最高泥面至池底的容積，m3

47、；H池內(nèi)最高液位，m，一般為3-5m；H0CASS 總高，m；H1池內(nèi)最高設計水位至潷水器排放最低水位之間的高度，m;H2潷水水位和泥面之間的高度，m；H3潷水結束時泥面高度，m；n1CASS 池子的個數(shù)，這里為4 個；n2一日內(nèi)循環(huán)周期數(shù)，這里為4.8次；Tc一個運行周期，h；A單個CASS 池主反應區(qū)的面積，m2；R單個CASS池主反應區(qū)的半徑，m；SVI污泥指數(shù)。（6）預反應區(qū)計算預反應區(qū)半徑為：（7）選擇器容積計算污泥回流比為0.2，選擇器的容積取主反應區(qū)容積的6%，則選擇器的半徑為：（8）隔墻底部連通孔口尺寸取孔口數(shù)n3=4，孔口流速為u=40m/h，則隔墻底部連通孔口尺寸為：式中：

48、n3連通孔個數(shù)，個；u孔口流速，m/h，一般取值2050m/h?？卓诟叨热?.5m，則寬度為2.9m。（9）曝氣時間確定CASS 池運行周期為5h，其中曝氣3.0h，沉淀1.0h，潷水1.0h。（10）需氧量計算取a=0.45，b = 0.15，單位換算：1000kg/m3=1mg/L，則需氧量為：式中：O2混合液需氧量，kgO2/d；a微生物對有機物氧化分解過程的需氧量，即微生物每代謝1kgBOD 所需樣的氧氣，kg，生活污水為0.420.53；b活性污泥微生物自身氧化的需氧量，即每千克活性污泥每天自身氧化的需氧量，kg，生活污水為0.110.188。（11）標準條件下脫氧清水充氧量計算當?shù)?/p>

49、氣壓為730.2mm 汞柱，即為P=0.9732 105Pa 則氣壓修正系數(shù)為：微孔曝氣頭裝在距池底0.3m 處，淹沒水深H=4.7m，其絕對壓力為：微孔曝氣頭的氧轉移效率EA為20%，氣泡離開水面時含氧量為：夏季水溫為17，清水氧飽和度查表得CS(17) = 9.74mg/L，則CASS 池內(nèi)時溶解氧飽和度的平均值為：取 = 0.85， = 0.95，混合液溶解氧濃度C=2mg/L，查表得CS(20) = 9.17mg/L，則標準條件下，轉移到曝氣池內(nèi)混合液的總氧量為：式中：R0水溫20，氣壓1.013 105 Pa時，轉移到曝氣池內(nèi)混合液的總氧量，kg/h；R在實際條件下，轉移到曝氣池混合

50、液的總氧量，kg/h；Cs(20)20時在氧在清水中飽和溶解度，查表得為9.17mg/L；污水中雜質影響修正系數(shù)，取 = 0.85；污水含鹽量影響修正系數(shù)，取 = 0.95；氣壓修正系數(shù)；C混合液溶解氧濃度，取C=2mg/L；T 設計水溫，本設計水溫T=17；Csb（T)設計水溫條件下CASS 池內(nèi)曝氣時溶解氧飽和度的平均值，mg/L；Cs T 設計水溫條件下氧在清水中的飽和溶解度，mg/L；Pb空氣擴散裝置出口處的決定壓力，Pa；H空氣擴散裝置的安裝深度，m；Ot氣泡離開水面時的含氧率，%；EA空氣擴散裝置的氧轉移效率，%，可由設備本身查得。（12）供氣量計算：最大氣水比=2645 24/7

51、0000 = 0.91式中：G供氣量，m3/h。（13）鼓風機及鼓風機室的設置選用RD150 羅茨鼓風機3 臺，二用一備，其轉速為1450r/min，長度為1.5m，寬度為0.58m，三臺鼓風機并排排放，鼓風機之間的距離取0.8m，鼓風機距墻面的距離取1.2m，則鼓風機室的平面尺寸為：長度：L=0.58 3 + 0.8 2 + 1.2 2 = 5.74m寬度：B = 1.5 + 1.2 2 = 3.9m（14）曝氣器布置曝氣器均勻布置在主反應區(qū)，布置12個環(huán)，每個環(huán)219個，則4 座池子共布置10512 個。每個曝氣器的服務面積：滿足曝氣器服務面積0.30.75m2/個（15）污泥產(chǎn)量計算污泥

52、的產(chǎn)量計算由給排水設計手冊第五冊得：系統(tǒng)每日產(chǎn)泥量為：去除每千克BOD5的產(chǎn)泥量為：污泥齡為：剩余污泥排放量：（16）污泥回流量的計算污泥回流比為R=20%，則污泥回流量為：QR = QR = 70000 20% = 14000m3/d = 583.3m3/h采用污泥泵使污泥回流到選擇器。2.4.7 污泥提升泵房污泥提升泵房指的是指由于處理構筑物排出污泥的標高比較低，而污泥處置的構筑物相比比較高，故需要污泥提升泵房的提升，從而使污泥得以處理。污泥提升前的標高：-2.40m，污泥提升后的標高為：3.5m，故污泥提升泵的揚程為7.9m，流量為，所以選用ZLB型立式軸流泵。2.4.8 濾池設計計算濾池采用普通快濾池，濾池計算如下（1）濾池設計參數(shù)：處理的水量Q為：濾速 濾池工作時間24h，沖洗周期12h（2）設計計算